燃料電池自動二輪車
【課題】燃料ボンベの支持剛性を十分に確保しつつ車幅の増加を抑えることが可能な燃料電池自動二輪車を提供する。
【解決手段】車体フレーム２に、燃料電池５１で発生する電力を電源として車両駆動用モータ５２を駆動する動力発生機関５０を配置し、その燃料電池５１に燃料を供給する燃料ボンベ２２を車体フレーム２の後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車１において、シート２０を後方から回り込んで燃料ボンベ２２の側方を覆うプロテクタ３５を外観可能に露出させて支持した。
【解決手段】車体フレーム２に、燃料電池５１で発生する電力を電源として車両駆動用モータ５２を駆動する動力発生機関５０を配置し、その燃料電池５１に燃料を供給する燃料ボンベ２２を車体フレーム２の後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車１において、シート２０を後方から回り込んで燃料ボンベ２２の側方を覆うプロテクタ３５を外観可能に露出させて支持した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体後部に燃料ボンベを搭載する燃料電池自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護や化石燃料に代わるエネルギ資源の確保の見地から燃料電池が着目されるようになり、燃料電池で発生する電気エネルギで駆動されるモータを駆動源とする燃料電池自動二輪車が開発されている。燃料電池自動二輪車は、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ボンベを搭載しており、車体の前後中央に１本の燃料ボンベを拘束バンドで拘束して保持した車両や（特許文献１参照）、後輪上方に１本の燃料ボンベを保持した車両（特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２８９８７号公報
【特許文献１】特開２００６−３１２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の燃料ボンベを車体の前後中央に配置した車両では、車体中央部に燃料ボンベが存在するため、燃料電池の動力発生機関を構成する各部品を車体中央部に集約して効率よく配置することが困難になる場合がある。これに対し、燃料ボンベを後輪上方に配置した車両では、動力発生機関を構成する各部品を車体中央部に効率よく配置でき、かつ、燃料ボンベの容量を確保し易い。
【０００４】
しかし、燃料ボンベを後輪上方に配置した従来車両では、後輪との間のクリアランスを確保しつつ大型の燃料ボンベを配置するためにリヤフレームを車体幅方向外側に張り出して形成し、この張り出した部分に燃料ボンベを支持するため、車幅が拡がってしまう。また、燃料ボンベを支持するリヤフレームの剛性を確保するためにリヤフレームがさらに大型化して車幅が拡がる場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、燃料ボンベの支持剛性を十分に確保しつつ車幅の増加を抑えることが可能な燃料電池自動二輪車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するため、本発明は、車体フレームに、燃料電池で発生する電力を電源として車両駆動用モータを駆動する動力発生機関を配置し、その燃料電池に燃料を供給する燃料ボンベを車体フレームの後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車において、前記シートを後方から回り込んで前記燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを、外観可能に露出させて支持したことを特徴とする。
この発明によれば、シートを後方から回り込んで燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを外観可能に露出させて支持したので、燃料ボンベをプロテクタでカバーすることができ、リヤフレームの車体幅方向外側への張り出しを抑えて車幅の増加を抑えることができる。また、プロテクタを車体後部を覆うリヤカバーに兼用することができ、リヤカバーを別途設ける場合に比して部品点数を低減することができる。
【０００７】
この場合において、前記燃料ボンベを拘束する拘束バンドを備え、この拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、前記外側バンドを前記車体フレームに固定し、前記内側バンドを前記外側バンドに可動自在に連結することが好ましい。この構成によれば、拘束バンドの外側を、燃料ボンベの保護部材として機能させることができる。
【０００８】
この場合において、前記燃料ボンベを前記車体フレームに左右一対で配置し、前記左右一対の燃料ボンベを各々結束する前記結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置することが好ましい。この構成によれば、左右の拘束バンドを近接して配置でき、燃料ボンベをより車体内側に近接させて車幅の増加をより抑えることができる。
【０００９】
この場合において、前記燃料ボンベを、前記車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、前記左右一対のリヤフレームを、前記燃料ボンベの下方で、前記燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させることが好ましい。この構成によれば、プロテクタで燃料ボンベの保護を図りつつ、リヤフレーム間の幅を狭くして車幅の増加をより抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、シートを後方から回り込んで燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを外観可能に露出させて支持したので、燃料ボンベの支持剛性を十分に確保しつつ車幅の増加を抑えることができる。
また、燃料ボンベを拘束する拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、外側バンドを車体フレームに固定し、内側バンドを外側バンドに可動自在に連結したので、拘束バンドの外側を、燃料ボンベの保護部材として機能させることができる。
また、燃料ボンベを車体フレームに左右一対で配置し、左右一対の燃料ボンベを各々結束する結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置したので、左右の拘束バンドを近接して配置でき、燃料ボンベをより車体内側に近接させて車幅の増加をより抑えることができる。
また、燃料ボンベを、車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、左右一対のリヤフレームを、燃料ボンベの下方で、燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させたので、プロテクタで燃料ボンベの保護を図りつつ、リヤフレーム間の幅を狭くして車幅の増加をより抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。なお説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
図１は本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図を示し、図２は自動二輪車の正面図であり、図３は自動二輪車の背面図である。
この自動二輪車１は、車体の略中央に搭載された燃料電池５１から供給される電力に基づいて車両駆動用のモータ５２を駆動させて走行する燃料電池自動二輪車である。また、この自動二輪車１は、シート２０の前方に略Ｕ字状に窪んだ空間（Ｕ字空間）Ｓ、つまり、乗員（運転者）が乗降する際に足をまたぐ足またぎ空間Ｓを有するスクータ型車両に構成されている。
【００１２】
この自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２のヘッドパイプ３に回動自在に支持されたステアリングステム４の下端に連結された左右一対のフロントフォーク５と、ステアリングステム４の上端に連結された操舵用のハンドル６と、フロントフォーク５に回転自在に支持された前輪７と、車体フレーム２の後部に上下に揺動自在に支持されたパワーユニット８と、パワーユニット８の後端部に回転自在に支持された後輪９と、パワーユニット８と車体フレーム２との間に配設されたリヤクッション１０と、車体フレーム２の略中央上部に支持されたシート２０とを備えている。
【００１３】
車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から車体後方へ延びる左右一対の上部フレーム１１、１１と、ヘッドパイプ３から車体下方へ延びた後に屈曲して車体後方へ延びる左右一対の下部フレーム１２、１２とを有し、上部フレーム１１、１１の後端および下部フレーム１２、１２の後端が左右一対のピボット部１３、１３を介して連結される。
上部フレーム１１、１１は、ヘッドパイプ３から後下がりに傾斜して延びる第１傾斜部１１Ａと、この第１傾斜部１１Ａの後端から屈曲して車体後方に水平に延びる水平部１１Ｂと、この水平部１１Ｂの後端から後下がりに傾斜して延びる第２傾斜部１１Ｃとを各々一体的に備えている。また、第２傾斜部１１Ｃの前部には、後上がりに延びてシート２０を支持する左右一対のシート支持フレーム１４、１４が接合される。そして、これら上部フレーム１１の第１傾斜部１１Ａ、水平部１１Ｂ、および、シート支持フレーム１４によって、車体側面視で、シート２０の前方に略Ｕ字状に窪んだ足またぎ空間Ｓが確保される。
【００１４】
シート支持フレーム１４、１４の後端には、左右一対のフレーム連結部材１５、１５を介して左右一対のサブフレーム１６、１６が連結され、サブフレーム１６、１６は車体下方に向けて延びて左右一対のピボット部１３、１３に連結される。
サブフレーム１６、１６には、車体後方へ延出する左右一対の後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７が連結される。後部フレーム１７、１７には、それぞれ拘束バンド１８、１８が固定され、各拘束バンド１８、１８によって２本の燃料ボンベ２２、２２を左右に並べた状態（図３参照）で拘束して保持するボンベ保持部３０が構成される。さらに、後部フレーム１７、１７には、燃料ボンベ２２、２２の側方をガードするガード部材として機能するガードパイプ１９、１９が取り付けられている。
【００１５】
左右一対のピボット部１３、１３には、車幅方向水平に延びるピボット軸２５が支持され、このピボット軸２５を介してパワーユニット８が上下に揺動自在に車体フレーム２に連結される。このパワーユニット８には、そのケーシング内にモータドライバ５３および駆動源としてのモータ５２等が収容される。
【００１６】
車体フレーム２は、上述の各フレームによって全体がクレードル型つまり籠型に形成され、この籠型の車体フレーム２で囲まれる空間（機器配置領域）には、燃料電池５１を含む燃料発電機関（動力発生機関）５０、この燃料発電機関５０および自動二輪車１の各部を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７０を収容するＥＣＵケース７１、燃料発電機関（動力発生機関）５０で発電された電力を調整する電圧調整器（ＶＣＵ）７５、および該電力を蓄える二次電池としてのバッテリ８０等が配置される。また、この車体フレーム２の前部左右には、左右一対のラジエータ９０、９０が配置され、このラジエータ９０、９０には、ウォータポンプ９１を介して燃料電池５１を冷却する冷却水が供給される。
【００１７】
この自動二輪車１は、車体が主として剛性樹脂からなる車体カバー４０で覆われている。具体的には、この車体カバー４０は、車体フレーム２の前部を覆うフロントカバー４０Ａと、左右一対のステップフロア２６、２６（図２、図３参照）に置かれた運転者の足の前方を覆うレッグシールド４０Ｂと、車体フレーム２の中央部を覆うセンターカバー４０Ｃと、車体フレーム２の下方を覆うアンダーカバー４０Ｄとを備えている。
【００１８】
次に図４を参照して燃料発電機関５０の全体概要について説明する。
まず、燃料電池５１は、単位電池（単位セル）を多数積層してなる周知の固体高分子膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成するものである。
この燃料電池５１を含む燃料発電機関５０は、燃料ボンベ２２、２２に充填されている高圧水素ガスを燃料電池５１に供給する水素ガス供給部５５と、燃料電池５１に空気を供給する空気供給部５８と、燃料電池５１で発電に使用された後の余剰水素ガスを燃料電池５１へ循環して再使用するための余剰ガス循環部６１とを備える。
【００１９】
水素ガス供給部５５は、燃料ボンベ２２、２２と、調圧ユニット５６と、イジェクタユニット５７とを有し、空気供給部５８は、エアクリーナ５９と、過給器６０とを有している。また、余剰ガス循環部６１は、加湿器６２と、気液分離器６３と、希釈ボックス６４と、前部排気管６５Ａと、この前部排気管６５Ａに連結されたサイレンサ６６と、サイレンサ６６に連結された後部排気管６５Ｂとを有している。
【００２０】
燃料ボンベ２２、２２に充填されている高圧水素ガスは、調圧ユニット５６に含まれる手動弁５６Ａ、電磁遮断弁５６Ｂ、第１レギュレータ５６Ｃおよび第２レギュレータ５６Ｄ等で供給圧力に調整されてイジェクタユニット５７に供給される。イジェクタユニット５７に供給された水素ガスは、イジェクタユニット５７に含まれる熱交換器５７Ａで冷却される。冷却された水素ガスは、イジェクタ５７Ｂおよび差圧レギュレータ５７Ｃによって所定圧に調整されて燃料電池５１に供給される。ここで、イジェクタ５７Ｂは、調圧ユニット５６から供給された水素ガスだけでなく、気液分離器６３で気液分離された未反応水素ガスも負圧で吸い込んで燃料電池５１に供給し、差圧レギュレータ５７Ｃは、水素ガスを空気側の圧力に対して所定圧に調整して燃料電池５１に供給する。
【００２１】
また、燃料電池５１には、空気供給部５８のエアクリーナ５９で清浄化された空気が、過給器６０により所定圧力に加圧されて供給される。より具体的には、過給器６０で加圧された空気は、加湿器６２で加湿され、或いは、バイパス弁５８Ａを開いて加湿器６２をバイパスするバイパス経路Ｒ１を通って燃料電池５１に供給される。なお、上記バイパス弁５８Ａは低温始動時等に開かれる。
このため、燃料電池５１には、アノード側に燃料ガスとして水素ガスが供給されると共に、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気が供給されて、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成する。
【００２２】
この燃料電池５１で発電に供給された後の水素ガスは、湿潤な余剰ガスとして気液分離器６３に供給され、気液分離器６３で水分が分離された未反応の水素ガスが戻り経路Ｒ２を介してイジェクタ５７Ｂに供給される。
また、燃料電池５１で生成された水の一部は、燃料電池５１から排出される空気（オフガス）と共に水蒸気として加湿器６２内に導入され、エアクリーナ５９から取り込まれて過給器６０で圧縮された空気（酸化剤ガス）の加湿に供給される。
上述のように気液分離器６３で抽出された水素ガスは、燃料電池５１に再使用されるが、再使用を続けると不純物濃度が高くなるので、電磁弁６１Ａを時々開いて適宜排出する。排出された水素ガスは希釈ボックス６４に導入され、加湿器６２を経て希釈ボックス６４に導入される燃料電池５１のオフガスで希釈される。この希釈されたガスは、前部排気管６５Ａ、サイレンサ６６および後部排気管６５Ｂを経由して外気に放出される。
【００２３】
この燃料発電機関５０の運転は、電子制御装置（ＥＣＵ）７０により制御される。そして、燃料電池５１で発電された電力は、電子制御装置７０の制御の下、電圧調整器（ＶＣＵ）７５で電圧が調整され、モータドライバ５３を介して駆動電力としてモータ５２に供給され、余剰電力はバッテリ８０に蓄電される。
また、電子制御装置７０は、ハンドル６に設けられたスロットルグリップ６Ａ（図２参照）の操作に応じた加速要求信号が入力され、該信号に応じてモータ５２を駆動制御する。このモータ５２は、燃料電池５１或いはバッテリ８０からの直流電流が、モータドライバ５３において三相交流電流に変換された後に供給されて駆動する三相交流モータとして構成されている。
【００２４】
次に、燃料発電機関５０等の各種部品の配置について説明する。
図１に示すように、燃料電池５１は、車体フレーム２の前後方向略中央位置に斜めに配置される。そして、この燃料電池５１の上方のシート２０との間に、電子制御装置７０を収容するＥＣＵケース７１が配置され、燃料電池５１の下方に、当該燃料電池５１の出力側に配管接続される気液分離器６３および希釈ボックス６４が近接配置される。
希釈ボックス６４の前部には、この希釈ボックス６４に配管接続される加湿器６２と加湿器６２に配管接続される過給器６０とが車体前方に向けて順に配置され、これら加湿器６２および過給器６０の上方、つまり、足またぎ空間Ｓとの間に電圧調整器７５が配置される。
【００２５】
この配置構成では、比較的重量を有する部品、つまり、燃料発電機関５０の一部を構成する燃料電池５１、電圧調整器７５、加湿器６２、過給器６０および電圧調整器７５を、車体前後方向において、車体フレーム２の略中央領域内に集約して配置するので、レイアウト効率が向上し、かつ、各部品をつなぐ配管経路長および電子制御装置７０等との配線経路長を短くすることができる。
なお、図３に示すように、電圧調整器７５の前側にはイオン交換器６７が配置され、このイオン交換器６７は、燃料電池５１で生成された水にイオン交換処理を行う。
【００２６】
また、燃料発電機関５０の一部を構成する比較的軽量の部品であるエアクリーナ５９は、図１に示すように、ヘッドパイプ３の略前部に配置されて車体カバー４０のフロントカバー４０Ａ内に収まる。このため、エアクリーナ５９をフロントカバー４０Ａ内の空間範囲で大容量化でき、吸気効率を向上させることができる。また、希釈ボックス６４の右側方（図１における紙面裏側）には、前部排気管６５Ａ（図１には不図示）が接続され、この前部排気管６５Ａは車体後方に延出してサイレンサ６６（図３参照）が連結される。
図３に示すように、サイレンサ６６の後方からは後部排気管６５Ｂが延出し、この後部排気管６５Ｂは、車体後方で車体幅方向中央に向けて屈曲してその出口６５Ｃが、車体後方かつやや下方に向けられて設けられる。これら前部排気管６５Ａ、サイレンサ６６および後部排気管６５Ｂは、燃料電池５１の排気を車体外に排出すると共に、燃料電池５１で生成された水分も混入された排気を排出して排水管としても機能し、出口６５Ｃが排水口としても機能する。
【００２７】
また、図２に示すように、フロントカバー４０Ａには、エアクリーナ５９を取り囲むように複数（本例では丸形２灯式）のヘッドライト４２、４２が配置され、また、図３に示すように、車体の後部には、テールライト４５とリヤフェンダ４６が配設されている。
【００２８】
左右一対のラジエータ９０、９０は、図１および図２に示すように、上下方向に延びる略矩形形状を有する左右対称形状を有し、その上部を下部より車体前側に前傾させ、かつ、車体幅方向内向きに傾けた姿勢で配置されており、車体カバー４０のレッグシールド４０Ｂで覆われ、或いは、レッグシールド４０Ｂがボックス形状の場合はレッグシールド４０Ｂ内に収容される。
この配置により、ラジエータ９０、９０は、車体前方から見た場合に前輪７を支持するフロントフォーク５の左右に位置し、このため、車体前方からの走行風が前輪７およびフロントフォーク５で妨げられることなくラジエータ９０、９０を通過し、ラジエータ９０、９０の熱交換効率を実質的に向上でき、十分な熱交換率を確保可能なラジエータ９０、９０を小型化することが可能になる。
また、各ラジエータ９０、９０には、図１に示すように、その背面側にファン９０Ａ、９０Ａが取り付けられ、各ファン９０Ａ、９０Ａを駆動することによってラジエータ９０、９０に室外空気を強制的に通過させ、冷却水との熱交換（冷却）を強制実行することが可能である。なお、図１および図３中、符号９２は、ラジエータ９０、９０のリザーバタンクであり、このリザーバタンク９２は、ヘッドパイプ３の後部に取り付けられている。
【００２９】
また、車体前部のレッグシールド４０Ｂ内において、左右一対のラジエータ９０、９０間の領域には、バッテリ８０が配置される。このバッテリ８０は、別体で構成された複数（本例では２個）のバッテリで構成され、以下、バッテリ８０の一方を第１バッテリ（上側バッテリ）８１と表記し、他方を第２バッテリ（下側バッテリ）８２と表記する。
第１バッテリ８１および第２バッテリ８２は、車体幅方向に延出する略直方体形状に形成されており、車体上下方向に離間させて配置される。より具体的には、第１バッテリ８１は、ヘッドパイプ３近傍にて下部フレーム１２、１２間に固定され、かつ、図１に示すように、その上部を下部よりも車体前側に前傾した前傾姿勢で配置される。
【００３０】
また、第２バッテリ８２は、図１に示すように、下部フレーム１２、１２の屈曲部１２Ａ、１２Ａ近傍にて下部フレーム１２、１２間に固定され、かつ、その上部を下部よりも車体後側に後傾させた後傾姿勢で配置される。
このように、第１バッテリ８１を前傾姿勢で配置することによって、前傾させずに配置する場合よりもその重心位置を車体前寄りにすることができる。また、同様に、第２バッテリ８２を後傾姿勢で配置することによっても、後傾させずに配置する場合よりもその重心位置を車体前寄りにすることができる。このため、第１バッテリ８１の前傾角度および第２バッテリ８２後傾角度の調整によって、これらバッテリ８１、８２からなるバッテリ８０の重心位置を容易に前後に調整することができ、例えば、バッテリ８０全体の重心位置を前輪７に近づけるといった設計変更を容易に行うことができる。
【００３１】
次に、ボンベ保持部３０について説明する。図５（Ａ）はボンベ保持部３０の上面図を示し、図５（Ｂ）はその側面図を示している。図６および図７は燃料ボンベ２２、２２を取り外した状態を示す斜視図である。ボンベ保持部３０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７に支持される拘束バンド１８、１８と、この拘束バンド１８、１８に拘束された左右一対の燃料ボンベ２２、２２を覆うプロテクタ３５とを備えている。拘束バンド１８、１８は、図５（Ａ）および図６に示すように、左右で車体前後にずらして千鳥状に配置され、各々が左右対称形状に形成されている。このため、以下、一方の拘束バンド１８について詳述する。
【００３２】
拘束バンド１８は、車体外側の略半円弧状に屈曲した外側バンド１８Ａと、車体内側の略半円弧状に屈曲した前後一対の内側バンド１８Ｂとを備え、各バンド１８Ａ、１８Ｂは、剛性を有する材料、例えば、軽金属（アルミ、タングステン、マグネシウム等）の金属製、若しくは、グラスファイバ、ＦＲＰ等の強化樹脂で形成されている。
外側バンド１８Ａは、内側バンド１８Ｂに比して車体前後方向に長い幅広形状に形成され、本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、燃料ボンベ２２のボンベ部の前後長ＬＡの略半分に相当する長さＬＢに形成されている。また、この外側バンド１８Ａの前部には、図６に示すように、このバンド１８Ａの円弧に沿って下方に延びる板状の足部１８Ａ１が一体に設けられ、この板状の足部１８Ａ１は、後部フレーム１７の内側に設けられた前側ブラケット１７Ａに連結されている。
【００３３】
ここで、左右一対の後部フレーム１７、１７は、図６および図７に示すように、車体後方に行くに従って後部フレーム１７、１７間を徐々に幅狭にするように延びる第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂと、この第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂの後端から屈曲して後部フレーム１７、１７間を徐々に幅広にするように延びる第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃとを一体に備え、第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂの後部間、および、第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃの後部間にクロスパイプ１７Ｄおよび１７Ｅが配設されて補強されている。
上記前側ブラケット１７Ａは、第１フレーム１７Ｂの上記クロスパイプ１７Ｄで補強される部分の内側に接合され、これによって、外側バンド１８Ａを後部フレーム１７の強度が強い箇所に支持することができる。
【００３４】
外側バンド１８Ａは、前側ブラケット１７Ａに連結された上記足部１８Ａ１に沿って円弧状に屈曲して第１フレーム１７Ｂの車体外側に張り出した後、車体内側に向けて屈曲し、その上端縁部に前後に間隔を空けて複数の孔部（引掛部）１８Ａ２、１８Ａ２が形成されている。
これら孔部（引掛部）１８Ａ２、１８Ａ２には、前後一対の内側バンド１８Ｂ、１８Ｂの基端部が引っ掛けられて各内側バンド１８Ｂ、１８Ｂが可動自在に連結されている。なお、外側バンド１８Ａには、複数（本例では３つ）の開口孔Ｖ、Ｖ、Ｖが形成され、これら開口孔Ｖによって外側バンド１８Ａの剛性を十分に確保しつつ軽量化を図っている。
【００３５】
図６および図７に示すように、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂは、同形状であり、各々の先端は外側に屈曲してこの屈曲部にボルト挿通部１８Ｂ１、１８Ｂ１が形成されている。そして、前側の内側バンド１８Ｂのボルト挿通部１８Ｂ１には、弾性部材として機能するコイルばね３７を間に挟んで、車体内側からボルト３６が挿入され、このボルト３６は、外側バンド１８Ａの前側ブラケット１７Ａ、および、後部フレーム１７の前側ブラケット１７Ａを貫通して図示せぬナットにより締結される。
【００３６】
また、後側の内側バンド１８Ｂのボルト挿通部１８Ｂ１にも、同様に、弾性部材として機能するコイルばね３７を間に挟んで、車体内側からボルト３６が挿通され、このボルト３６は、後部フレーム１７の第２フレーム１７Ｃの内側に設けられた後側ブラケット１７Ｆを貫通して図示せぬナットにより締結される。
このように、コイルばね３７を介してボルト３６を挿通するため、ボルト３６をある程度締め付けると、コイルばね３７の弾性力によって内側バンド１８Ｂを閉じ側へ付勢し、かつ、ボルト３６の緩みを防止することができる。また、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂには、その内周側に弾性部材として機能するゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２が各々取り付けられている。
【００３７】
上述の構成により、ボルト３６を外して内側バンド１８Ｂ、１８Ｂを外側バンド１８Ａに対して開き、燃料ボンベ２２を装填した後に、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂを閉じて該ボルト３６を締結することによって、燃料ボンベ２２を拘束することができる。この場合、上記コイルばね３７の弾性力によって、燃料ボンベ２２を確実に拘束できる。また、燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂ、１８Ｂとの間に挟持されるゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２によって燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂとの間の隙間を無くし、燃料ボンベ２２をより確実に拘束することができ、これらにより燃料ボンベ２２の支持剛性を十分に確保することができる。
【００３８】
また、外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２の略半分を覆う幅広形状に形成しているので、燃料ボンベ２２を広い面積で拘束することができ、燃料ボンベ２２を確実に拘束することができ、しかも、この外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２を保護する保護カバーとしても機能させることができる。
【００３９】
また、本構成では、図５（Ａ）に示すように、燃料ボンベ２２間の隙間にも、衝撃吸収部材として機能するゴム部材３８が挟持される。このため、車体走行時に、車体振動等によって、燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂ、１８Ｂとを相対移動させる力が生じたり、左右の燃料ボンベ２２を相対移動させる力が生じたりした場合でも、その移動エネルギ（慣性エネルギ）を、上述したコイルばね３７、ゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２およびゴム部材３８で緩和および吸収することができる。
【００４０】
プロテクタ３５は、図１および図５（Ａ）に示すように、シート２０を後方から回り込んで左右一対の燃料ボンベ２２、２２を覆う形状を有し、剛性を有する材料、例えば、軽金属（アルミ、タングステン、マグネシウム等）の金属製、若しくは、グラスファイバ、ＦＲＰ等の強化樹脂で一体的に形成されている。
詳述すると、プロテクタ３５は、車体前方に延びる左右一対の先端部３５Ａ、３５Ａと、この先端部３５Ａ、３５Ａに連続するようにシート２０の左右に延びた後に車体下方に延出して燃料ボンベ２２、２２の上方から側方にかけて覆う側方覆い部３５Ｂと、側方覆い部３５Ｂに連続して燃料ボンベ２２、２２の後方を覆う後方覆い部３５Ｃとを有している。
そして、このプロテクタ３５は、左右一対の先端部３５Ａ、３５Ａがボルト（不図示）を介して車体フレーム２のフレーム連結部材１５、１５（図１参照）に固定されると共に、後方覆い部３５Ｃの左右端部がボルト３４、３４（図７参照）を介して後部フレーム１７、１７（第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃ）に連結される。この場合、プロテクタ３５は後部フレーム１７、１７に前後で連結されて後部フレーム１７、１７を補強する補強フレームとしても機能している。
【００４１】
また、図７に示すように、後部フレーム１７、１７に設けられたガードパイプ１９、１９には、その先端内側にプレート部材１９Ａ、１９Ａが接合されており、このプレート部材１９Ａは、プロテクタ３５の側方覆い部３５Ｂの内側に延出し、ボルト３９によって、側方覆い部３５Ｂに固定される。これによって、後部フレーム１７、１７とプロテクタ３５とが、後部フレーム１７およびプレート部材１９Ａを介して連結され、後部フレーム１７、１７をより補強することができ、また、ガードパイプ１９、１９の支持剛性も高めることができる。
ここで、図８は図７のＸ-Ｘ断面を示している。この図に示すように、プロテクタ３５の側方覆い部３５Ｂには、外側バンド１８Ａに内側から挿通されたボルト３９が締結される。これによって、プロテクタ３５に外側バンド１８Ａが一体化され、車体振動等による外側バンド１８Ａの移動をプロテクタ３５で規制することができる。
また、プロテクタ３５の後方覆い部３５Ｃの上部には、ランプユニットが内蔵されてテールライト４５が一定的に構成されると共に、車体下方に延出してリヤフェンダ４６が一体に形成されている。このように、プロテクタ３５にテールライト４５およびリヤフェンダ４６を一体に形成したので、これらを別体に形成した場合に比して部品点数を低減することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の自動二輪車１は、シート２０を後方から回り込んで燃料ボンベ２２、２２の側方を覆うプロテクタ３５を設け、このプロテクタ３５を外観可能に露出させて車体フレーム２の後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７に支持したので、燃料ボンベ２２、２２をプロテクタ３５でカバーすることができ、後部フレーム１７、１７の車体幅方向外側への張り出しを抑えることができ、また、プロテクタ３５によって後部フレーム１７、１７のフレーム剛性を向上することができる。
このため、本構成では、後部フレーム１７、１７を、燃料ボンベ２２、２２の下方で燃料ボンベ２２、２２の車体外側側縁より内側に延出させることにより、燃料ボンベ２２、２２の保護を図りつつ、後部フレーム１７、１７間の幅を狭くでき、車幅の増加を抑えると共に、後部フレーム１７（車体フレーム２）の設計自由度を向上することができる。
また、このプロテクタ３５を外観可能に露出させるので、このプロテクタ３５を車体後部を覆うリヤカバーに兼用することができ、リヤカバーを別途設ける場合に比して部品点数を低減でき、その分、軽量化を図ることもできる。
【００４３】
さらに、本構成では、燃料ボンベ２２、２２を拘束する拘束バンド１８、１８を、外側バンド１８Ａと内側バンド１８Ｂとに分割し、外側バンド１８Ａを後部フレーム１７に固定し、内側バンド１８Ｂを外側バンド１８Ａに可動自在に連結したので、外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２、２２の外側を保護する保護部材として機能させることができ、燃料ボンベ２２、２２をより確実に保護することができる。また、内側バンド１８Ｂを可動自在にしているので、燃料ボンベ２２の脱着も容易である。
さらに、本構成では、後部フレーム１７、１７に、燃料ボンベ２２、２２の側方をガードするガード部材として機能する左右一対のガードパイプ１９、１９を設けるので、これによっても燃料ボンベ２２、２２のより十分な保護が可能になる。
【００４４】
また、本構成では、燃料ボンベ２２、２２を左右一対で配置するので、燃料ボンベを一個にした場合に比して、十分な容量を確保しつつ一つ一つの燃料ボンベ２２、２２を小型化することができる。このため、燃料ボンベ２２、２２を後輪９の上方に配置しても、後輪９とのクリアランスを十分に確保しつつ、燃料ボンベ２２、２２を、互いに車体内側に近接して配置することができる。
しかも、燃料ボンベ２２、２２を拘束する拘束バンド１８、１８を車体の前後にずらして千鳥状に配置しているので、左右の拘束バンド１８、１８をより近接して配置でき、燃料ボンベ２２、２２をより車体内側に近接させて車幅をより狭くすることができる。
【００４５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、種々の設計変形を行うことができる。例えば、上述の実施形態では、本発明を、スクータ型の燃料電池自動二輪車の燃料ボンベ支持構造に適用する場合について説明したが、これに限らず、スクータ型以外の燃料電池二輪車両に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】自動二輪車の正面図である。
【図３】自動二輪車の背面図である。
【図４】燃料発電機関の全体概要を説明するためのブロック図である。
【図５】（Ａ）はボンベ保持部の上面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】燃料ボンベを取り外した状態のボンベ保持部を示す斜視図である。
【図７】燃料ボンベを取り外した状態のボンベ保持部をプロテクタを一部カットして示す斜視図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
８ パワーユニット
１７ 後部フレーム（リヤフレーム）
１７Ａ 前側ブラケット
１７Ｂ 第１フレーム
１７Ｃ 第２フレーム
１７Ｄ、１７Ｅ クロスパイプ
１７Ｆ 後側ブラケット
１８ 拘束バンド
１８Ａ 外側バンド
１８Ｂ 内側バンド
１８Ｂ１ ボルト挿通部
１８Ｂ２ ゴムマット（弾性部材）
２０ シート
２２ 燃料ボンベ
３０ ボンベ保持部
３５ プロテクタ
３５Ａ 先端部
３５Ｂ 側方覆い部
３５Ｃ 後方覆い部
３７ コイルばね（弾性部材）
３８ ゴム部材（衝撃吸収部材）
５０ 燃料発電機関（動力発生機関）
５１ 燃料電池
５２ モータ（車両用駆動モータ）
５５ 水素ガス供給部
５８ 空気供給部
６１ 余剰ガス循環部
７０ 電子制御装置
７５ 電圧調整器
８０、８１、８２ バッテリ
９０ ラジエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体後部に燃料ボンベを搭載する燃料電池自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護や化石燃料に代わるエネルギ資源の確保の見地から燃料電池が着目されるようになり、燃料電池で発生する電気エネルギで駆動されるモータを駆動源とする燃料電池自動二輪車が開発されている。燃料電池自動二輪車は、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ボンベを搭載しており、車体の前後中央に１本の燃料ボンベを拘束バンドで拘束して保持した車両や（特許文献１参照）、後輪上方に１本の燃料ボンベを保持した車両（特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２８９８７号公報
【特許文献１】特開２００６−３１２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の燃料ボンベを車体の前後中央に配置した車両では、車体中央部に燃料ボンベが存在するため、燃料電池の動力発生機関を構成する各部品を車体中央部に集約して効率よく配置することが困難になる場合がある。これに対し、燃料ボンベを後輪上方に配置した車両では、動力発生機関を構成する各部品を車体中央部に効率よく配置でき、かつ、燃料ボンベの容量を確保し易い。
【０００４】
しかし、燃料ボンベを後輪上方に配置した従来車両では、後輪との間のクリアランスを確保しつつ大型の燃料ボンベを配置するためにリヤフレームを車体幅方向外側に張り出して形成し、この張り出した部分に燃料ボンベを支持するため、車幅が拡がってしまう。また、燃料ボンベを支持するリヤフレームの剛性を確保するためにリヤフレームがさらに大型化して車幅が拡がる場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、燃料ボンベの支持剛性を十分に確保しつつ車幅の増加を抑えることが可能な燃料電池自動二輪車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するため、本発明は、車体フレームに、燃料電池で発生する電力を電源として車両駆動用モータを駆動する動力発生機関を配置し、その燃料電池に燃料を供給する燃料ボンベを車体フレームの後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車において、前記シートを後方から回り込んで前記燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを、外観可能に露出させて支持したことを特徴とする。
この発明によれば、シートを後方から回り込んで燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを外観可能に露出させて支持したので、燃料ボンベをプロテクタでカバーすることができ、リヤフレームの車体幅方向外側への張り出しを抑えて車幅の増加を抑えることができる。また、プロテクタを車体後部を覆うリヤカバーに兼用することができ、リヤカバーを別途設ける場合に比して部品点数を低減することができる。
【０００７】
この場合において、前記燃料ボンベを拘束する拘束バンドを備え、この拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、前記外側バンドを前記車体フレームに固定し、前記内側バンドを前記外側バンドに可動自在に連結することが好ましい。この構成によれば、拘束バンドの外側を、燃料ボンベの保護部材として機能させることができる。
【０００８】
この場合において、前記燃料ボンベを前記車体フレームに左右一対で配置し、前記左右一対の燃料ボンベを各々結束する前記結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置することが好ましい。この構成によれば、左右の拘束バンドを近接して配置でき、燃料ボンベをより車体内側に近接させて車幅の増加をより抑えることができる。
【０００９】
この場合において、前記燃料ボンベを、前記車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、前記左右一対のリヤフレームを、前記燃料ボンベの下方で、前記燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させることが好ましい。この構成によれば、プロテクタで燃料ボンベの保護を図りつつ、リヤフレーム間の幅を狭くして車幅の増加をより抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、シートを後方から回り込んで燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを外観可能に露出させて支持したので、燃料ボンベの支持剛性を十分に確保しつつ車幅の増加を抑えることができる。
また、燃料ボンベを拘束する拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、外側バンドを車体フレームに固定し、内側バンドを外側バンドに可動自在に連結したので、拘束バンドの外側を、燃料ボンベの保護部材として機能させることができる。
また、燃料ボンベを車体フレームに左右一対で配置し、左右一対の燃料ボンベを各々結束する結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置したので、左右の拘束バンドを近接して配置でき、燃料ボンベをより車体内側に近接させて車幅の増加をより抑えることができる。
また、燃料ボンベを、車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、左右一対のリヤフレームを、燃料ボンベの下方で、燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させたので、プロテクタで燃料ボンベの保護を図りつつ、リヤフレーム間の幅を狭くして車幅の増加をより抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。なお説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
図１は本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図を示し、図２は自動二輪車の正面図であり、図３は自動二輪車の背面図である。
この自動二輪車１は、車体の略中央に搭載された燃料電池５１から供給される電力に基づいて車両駆動用のモータ５２を駆動させて走行する燃料電池自動二輪車である。また、この自動二輪車１は、シート２０の前方に略Ｕ字状に窪んだ空間（Ｕ字空間）Ｓ、つまり、乗員（運転者）が乗降する際に足をまたぐ足またぎ空間Ｓを有するスクータ型車両に構成されている。
【００１２】
この自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２のヘッドパイプ３に回動自在に支持されたステアリングステム４の下端に連結された左右一対のフロントフォーク５と、ステアリングステム４の上端に連結された操舵用のハンドル６と、フロントフォーク５に回転自在に支持された前輪７と、車体フレーム２の後部に上下に揺動自在に支持されたパワーユニット８と、パワーユニット８の後端部に回転自在に支持された後輪９と、パワーユニット８と車体フレーム２との間に配設されたリヤクッション１０と、車体フレーム２の略中央上部に支持されたシート２０とを備えている。
【００１３】
車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から車体後方へ延びる左右一対の上部フレーム１１、１１と、ヘッドパイプ３から車体下方へ延びた後に屈曲して車体後方へ延びる左右一対の下部フレーム１２、１２とを有し、上部フレーム１１、１１の後端および下部フレーム１２、１２の後端が左右一対のピボット部１３、１３を介して連結される。
上部フレーム１１、１１は、ヘッドパイプ３から後下がりに傾斜して延びる第１傾斜部１１Ａと、この第１傾斜部１１Ａの後端から屈曲して車体後方に水平に延びる水平部１１Ｂと、この水平部１１Ｂの後端から後下がりに傾斜して延びる第２傾斜部１１Ｃとを各々一体的に備えている。また、第２傾斜部１１Ｃの前部には、後上がりに延びてシート２０を支持する左右一対のシート支持フレーム１４、１４が接合される。そして、これら上部フレーム１１の第１傾斜部１１Ａ、水平部１１Ｂ、および、シート支持フレーム１４によって、車体側面視で、シート２０の前方に略Ｕ字状に窪んだ足またぎ空間Ｓが確保される。
【００１４】
シート支持フレーム１４、１４の後端には、左右一対のフレーム連結部材１５、１５を介して左右一対のサブフレーム１６、１６が連結され、サブフレーム１６、１６は車体下方に向けて延びて左右一対のピボット部１３、１３に連結される。
サブフレーム１６、１６には、車体後方へ延出する左右一対の後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７が連結される。後部フレーム１７、１７には、それぞれ拘束バンド１８、１８が固定され、各拘束バンド１８、１８によって２本の燃料ボンベ２２、２２を左右に並べた状態（図３参照）で拘束して保持するボンベ保持部３０が構成される。さらに、後部フレーム１７、１７には、燃料ボンベ２２、２２の側方をガードするガード部材として機能するガードパイプ１９、１９が取り付けられている。
【００１５】
左右一対のピボット部１３、１３には、車幅方向水平に延びるピボット軸２５が支持され、このピボット軸２５を介してパワーユニット８が上下に揺動自在に車体フレーム２に連結される。このパワーユニット８には、そのケーシング内にモータドライバ５３および駆動源としてのモータ５２等が収容される。
【００１６】
車体フレーム２は、上述の各フレームによって全体がクレードル型つまり籠型に形成され、この籠型の車体フレーム２で囲まれる空間（機器配置領域）には、燃料電池５１を含む燃料発電機関（動力発生機関）５０、この燃料発電機関５０および自動二輪車１の各部を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）７０を収容するＥＣＵケース７１、燃料発電機関（動力発生機関）５０で発電された電力を調整する電圧調整器（ＶＣＵ）７５、および該電力を蓄える二次電池としてのバッテリ８０等が配置される。また、この車体フレーム２の前部左右には、左右一対のラジエータ９０、９０が配置され、このラジエータ９０、９０には、ウォータポンプ９１を介して燃料電池５１を冷却する冷却水が供給される。
【００１７】
この自動二輪車１は、車体が主として剛性樹脂からなる車体カバー４０で覆われている。具体的には、この車体カバー４０は、車体フレーム２の前部を覆うフロントカバー４０Ａと、左右一対のステップフロア２６、２６（図２、図３参照）に置かれた運転者の足の前方を覆うレッグシールド４０Ｂと、車体フレーム２の中央部を覆うセンターカバー４０Ｃと、車体フレーム２の下方を覆うアンダーカバー４０Ｄとを備えている。
【００１８】
次に図４を参照して燃料発電機関５０の全体概要について説明する。
まず、燃料電池５１は、単位電池（単位セル）を多数積層してなる周知の固体高分子膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成するものである。
この燃料電池５１を含む燃料発電機関５０は、燃料ボンベ２２、２２に充填されている高圧水素ガスを燃料電池５１に供給する水素ガス供給部５５と、燃料電池５１に空気を供給する空気供給部５８と、燃料電池５１で発電に使用された後の余剰水素ガスを燃料電池５１へ循環して再使用するための余剰ガス循環部６１とを備える。
【００１９】
水素ガス供給部５５は、燃料ボンベ２２、２２と、調圧ユニット５６と、イジェクタユニット５７とを有し、空気供給部５８は、エアクリーナ５９と、過給器６０とを有している。また、余剰ガス循環部６１は、加湿器６２と、気液分離器６３と、希釈ボックス６４と、前部排気管６５Ａと、この前部排気管６５Ａに連結されたサイレンサ６６と、サイレンサ６６に連結された後部排気管６５Ｂとを有している。
【００２０】
燃料ボンベ２２、２２に充填されている高圧水素ガスは、調圧ユニット５６に含まれる手動弁５６Ａ、電磁遮断弁５６Ｂ、第１レギュレータ５６Ｃおよび第２レギュレータ５６Ｄ等で供給圧力に調整されてイジェクタユニット５７に供給される。イジェクタユニット５７に供給された水素ガスは、イジェクタユニット５７に含まれる熱交換器５７Ａで冷却される。冷却された水素ガスは、イジェクタ５７Ｂおよび差圧レギュレータ５７Ｃによって所定圧に調整されて燃料電池５１に供給される。ここで、イジェクタ５７Ｂは、調圧ユニット５６から供給された水素ガスだけでなく、気液分離器６３で気液分離された未反応水素ガスも負圧で吸い込んで燃料電池５１に供給し、差圧レギュレータ５７Ｃは、水素ガスを空気側の圧力に対して所定圧に調整して燃料電池５１に供給する。
【００２１】
また、燃料電池５１には、空気供給部５８のエアクリーナ５９で清浄化された空気が、過給器６０により所定圧力に加圧されて供給される。より具体的には、過給器６０で加圧された空気は、加湿器６２で加湿され、或いは、バイパス弁５８Ａを開いて加湿器６２をバイパスするバイパス経路Ｒ１を通って燃料電池５１に供給される。なお、上記バイパス弁５８Ａは低温始動時等に開かれる。
このため、燃料電池５１には、アノード側に燃料ガスとして水素ガスが供給されると共に、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気が供給されて、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成する。
【００２２】
この燃料電池５１で発電に供給された後の水素ガスは、湿潤な余剰ガスとして気液分離器６３に供給され、気液分離器６３で水分が分離された未反応の水素ガスが戻り経路Ｒ２を介してイジェクタ５７Ｂに供給される。
また、燃料電池５１で生成された水の一部は、燃料電池５１から排出される空気（オフガス）と共に水蒸気として加湿器６２内に導入され、エアクリーナ５９から取り込まれて過給器６０で圧縮された空気（酸化剤ガス）の加湿に供給される。
上述のように気液分離器６３で抽出された水素ガスは、燃料電池５１に再使用されるが、再使用を続けると不純物濃度が高くなるので、電磁弁６１Ａを時々開いて適宜排出する。排出された水素ガスは希釈ボックス６４に導入され、加湿器６２を経て希釈ボックス６４に導入される燃料電池５１のオフガスで希釈される。この希釈されたガスは、前部排気管６５Ａ、サイレンサ６６および後部排気管６５Ｂを経由して外気に放出される。
【００２３】
この燃料発電機関５０の運転は、電子制御装置（ＥＣＵ）７０により制御される。そして、燃料電池５１で発電された電力は、電子制御装置７０の制御の下、電圧調整器（ＶＣＵ）７５で電圧が調整され、モータドライバ５３を介して駆動電力としてモータ５２に供給され、余剰電力はバッテリ８０に蓄電される。
また、電子制御装置７０は、ハンドル６に設けられたスロットルグリップ６Ａ（図２参照）の操作に応じた加速要求信号が入力され、該信号に応じてモータ５２を駆動制御する。このモータ５２は、燃料電池５１或いはバッテリ８０からの直流電流が、モータドライバ５３において三相交流電流に変換された後に供給されて駆動する三相交流モータとして構成されている。
【００２４】
次に、燃料発電機関５０等の各種部品の配置について説明する。
図１に示すように、燃料電池５１は、車体フレーム２の前後方向略中央位置に斜めに配置される。そして、この燃料電池５１の上方のシート２０との間に、電子制御装置７０を収容するＥＣＵケース７１が配置され、燃料電池５１の下方に、当該燃料電池５１の出力側に配管接続される気液分離器６３および希釈ボックス６４が近接配置される。
希釈ボックス６４の前部には、この希釈ボックス６４に配管接続される加湿器６２と加湿器６２に配管接続される過給器６０とが車体前方に向けて順に配置され、これら加湿器６２および過給器６０の上方、つまり、足またぎ空間Ｓとの間に電圧調整器７５が配置される。
【００２５】
この配置構成では、比較的重量を有する部品、つまり、燃料発電機関５０の一部を構成する燃料電池５１、電圧調整器７５、加湿器６２、過給器６０および電圧調整器７５を、車体前後方向において、車体フレーム２の略中央領域内に集約して配置するので、レイアウト効率が向上し、かつ、各部品をつなぐ配管経路長および電子制御装置７０等との配線経路長を短くすることができる。
なお、図３に示すように、電圧調整器７５の前側にはイオン交換器６７が配置され、このイオン交換器６７は、燃料電池５１で生成された水にイオン交換処理を行う。
【００２６】
また、燃料発電機関５０の一部を構成する比較的軽量の部品であるエアクリーナ５９は、図１に示すように、ヘッドパイプ３の略前部に配置されて車体カバー４０のフロントカバー４０Ａ内に収まる。このため、エアクリーナ５９をフロントカバー４０Ａ内の空間範囲で大容量化でき、吸気効率を向上させることができる。また、希釈ボックス６４の右側方（図１における紙面裏側）には、前部排気管６５Ａ（図１には不図示）が接続され、この前部排気管６５Ａは車体後方に延出してサイレンサ６６（図３参照）が連結される。
図３に示すように、サイレンサ６６の後方からは後部排気管６５Ｂが延出し、この後部排気管６５Ｂは、車体後方で車体幅方向中央に向けて屈曲してその出口６５Ｃが、車体後方かつやや下方に向けられて設けられる。これら前部排気管６５Ａ、サイレンサ６６および後部排気管６５Ｂは、燃料電池５１の排気を車体外に排出すると共に、燃料電池５１で生成された水分も混入された排気を排出して排水管としても機能し、出口６５Ｃが排水口としても機能する。
【００２７】
また、図２に示すように、フロントカバー４０Ａには、エアクリーナ５９を取り囲むように複数（本例では丸形２灯式）のヘッドライト４２、４２が配置され、また、図３に示すように、車体の後部には、テールライト４５とリヤフェンダ４６が配設されている。
【００２８】
左右一対のラジエータ９０、９０は、図１および図２に示すように、上下方向に延びる略矩形形状を有する左右対称形状を有し、その上部を下部より車体前側に前傾させ、かつ、車体幅方向内向きに傾けた姿勢で配置されており、車体カバー４０のレッグシールド４０Ｂで覆われ、或いは、レッグシールド４０Ｂがボックス形状の場合はレッグシールド４０Ｂ内に収容される。
この配置により、ラジエータ９０、９０は、車体前方から見た場合に前輪７を支持するフロントフォーク５の左右に位置し、このため、車体前方からの走行風が前輪７およびフロントフォーク５で妨げられることなくラジエータ９０、９０を通過し、ラジエータ９０、９０の熱交換効率を実質的に向上でき、十分な熱交換率を確保可能なラジエータ９０、９０を小型化することが可能になる。
また、各ラジエータ９０、９０には、図１に示すように、その背面側にファン９０Ａ、９０Ａが取り付けられ、各ファン９０Ａ、９０Ａを駆動することによってラジエータ９０、９０に室外空気を強制的に通過させ、冷却水との熱交換（冷却）を強制実行することが可能である。なお、図１および図３中、符号９２は、ラジエータ９０、９０のリザーバタンクであり、このリザーバタンク９２は、ヘッドパイプ３の後部に取り付けられている。
【００２９】
また、車体前部のレッグシールド４０Ｂ内において、左右一対のラジエータ９０、９０間の領域には、バッテリ８０が配置される。このバッテリ８０は、別体で構成された複数（本例では２個）のバッテリで構成され、以下、バッテリ８０の一方を第１バッテリ（上側バッテリ）８１と表記し、他方を第２バッテリ（下側バッテリ）８２と表記する。
第１バッテリ８１および第２バッテリ８２は、車体幅方向に延出する略直方体形状に形成されており、車体上下方向に離間させて配置される。より具体的には、第１バッテリ８１は、ヘッドパイプ３近傍にて下部フレーム１２、１２間に固定され、かつ、図１に示すように、その上部を下部よりも車体前側に前傾した前傾姿勢で配置される。
【００３０】
また、第２バッテリ８２は、図１に示すように、下部フレーム１２、１２の屈曲部１２Ａ、１２Ａ近傍にて下部フレーム１２、１２間に固定され、かつ、その上部を下部よりも車体後側に後傾させた後傾姿勢で配置される。
このように、第１バッテリ８１を前傾姿勢で配置することによって、前傾させずに配置する場合よりもその重心位置を車体前寄りにすることができる。また、同様に、第２バッテリ８２を後傾姿勢で配置することによっても、後傾させずに配置する場合よりもその重心位置を車体前寄りにすることができる。このため、第１バッテリ８１の前傾角度および第２バッテリ８２後傾角度の調整によって、これらバッテリ８１、８２からなるバッテリ８０の重心位置を容易に前後に調整することができ、例えば、バッテリ８０全体の重心位置を前輪７に近づけるといった設計変更を容易に行うことができる。
【００３１】
次に、ボンベ保持部３０について説明する。図５（Ａ）はボンベ保持部３０の上面図を示し、図５（Ｂ）はその側面図を示している。図６および図７は燃料ボンベ２２、２２を取り外した状態を示す斜視図である。ボンベ保持部３０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７に支持される拘束バンド１８、１８と、この拘束バンド１８、１８に拘束された左右一対の燃料ボンベ２２、２２を覆うプロテクタ３５とを備えている。拘束バンド１８、１８は、図５（Ａ）および図６に示すように、左右で車体前後にずらして千鳥状に配置され、各々が左右対称形状に形成されている。このため、以下、一方の拘束バンド１８について詳述する。
【００３２】
拘束バンド１８は、車体外側の略半円弧状に屈曲した外側バンド１８Ａと、車体内側の略半円弧状に屈曲した前後一対の内側バンド１８Ｂとを備え、各バンド１８Ａ、１８Ｂは、剛性を有する材料、例えば、軽金属（アルミ、タングステン、マグネシウム等）の金属製、若しくは、グラスファイバ、ＦＲＰ等の強化樹脂で形成されている。
外側バンド１８Ａは、内側バンド１８Ｂに比して車体前後方向に長い幅広形状に形成され、本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、燃料ボンベ２２のボンベ部の前後長ＬＡの略半分に相当する長さＬＢに形成されている。また、この外側バンド１８Ａの前部には、図６に示すように、このバンド１８Ａの円弧に沿って下方に延びる板状の足部１８Ａ１が一体に設けられ、この板状の足部１８Ａ１は、後部フレーム１７の内側に設けられた前側ブラケット１７Ａに連結されている。
【００３３】
ここで、左右一対の後部フレーム１７、１７は、図６および図７に示すように、車体後方に行くに従って後部フレーム１７、１７間を徐々に幅狭にするように延びる第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂと、この第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂの後端から屈曲して後部フレーム１７、１７間を徐々に幅広にするように延びる第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃとを一体に備え、第１フレーム１７Ｂ、１７Ｂの後部間、および、第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃの後部間にクロスパイプ１７Ｄおよび１７Ｅが配設されて補強されている。
上記前側ブラケット１７Ａは、第１フレーム１７Ｂの上記クロスパイプ１７Ｄで補強される部分の内側に接合され、これによって、外側バンド１８Ａを後部フレーム１７の強度が強い箇所に支持することができる。
【００３４】
外側バンド１８Ａは、前側ブラケット１７Ａに連結された上記足部１８Ａ１に沿って円弧状に屈曲して第１フレーム１７Ｂの車体外側に張り出した後、車体内側に向けて屈曲し、その上端縁部に前後に間隔を空けて複数の孔部（引掛部）１８Ａ２、１８Ａ２が形成されている。
これら孔部（引掛部）１８Ａ２、１８Ａ２には、前後一対の内側バンド１８Ｂ、１８Ｂの基端部が引っ掛けられて各内側バンド１８Ｂ、１８Ｂが可動自在に連結されている。なお、外側バンド１８Ａには、複数（本例では３つ）の開口孔Ｖ、Ｖ、Ｖが形成され、これら開口孔Ｖによって外側バンド１８Ａの剛性を十分に確保しつつ軽量化を図っている。
【００３５】
図６および図７に示すように、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂは、同形状であり、各々の先端は外側に屈曲してこの屈曲部にボルト挿通部１８Ｂ１、１８Ｂ１が形成されている。そして、前側の内側バンド１８Ｂのボルト挿通部１８Ｂ１には、弾性部材として機能するコイルばね３７を間に挟んで、車体内側からボルト３６が挿入され、このボルト３６は、外側バンド１８Ａの前側ブラケット１７Ａ、および、後部フレーム１７の前側ブラケット１７Ａを貫通して図示せぬナットにより締結される。
【００３６】
また、後側の内側バンド１８Ｂのボルト挿通部１８Ｂ１にも、同様に、弾性部材として機能するコイルばね３７を間に挟んで、車体内側からボルト３６が挿通され、このボルト３６は、後部フレーム１７の第２フレーム１７Ｃの内側に設けられた後側ブラケット１７Ｆを貫通して図示せぬナットにより締結される。
このように、コイルばね３７を介してボルト３６を挿通するため、ボルト３６をある程度締め付けると、コイルばね３７の弾性力によって内側バンド１８Ｂを閉じ側へ付勢し、かつ、ボルト３６の緩みを防止することができる。また、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂには、その内周側に弾性部材として機能するゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２が各々取り付けられている。
【００３７】
上述の構成により、ボルト３６を外して内側バンド１８Ｂ、１８Ｂを外側バンド１８Ａに対して開き、燃料ボンベ２２を装填した後に、内側バンド１８Ｂ、１８Ｂを閉じて該ボルト３６を締結することによって、燃料ボンベ２２を拘束することができる。この場合、上記コイルばね３７の弾性力によって、燃料ボンベ２２を確実に拘束できる。また、燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂ、１８Ｂとの間に挟持されるゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２によって燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂとの間の隙間を無くし、燃料ボンベ２２をより確実に拘束することができ、これらにより燃料ボンベ２２の支持剛性を十分に確保することができる。
【００３８】
また、外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２の略半分を覆う幅広形状に形成しているので、燃料ボンベ２２を広い面積で拘束することができ、燃料ボンベ２２を確実に拘束することができ、しかも、この外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２を保護する保護カバーとしても機能させることができる。
【００３９】
また、本構成では、図５（Ａ）に示すように、燃料ボンベ２２間の隙間にも、衝撃吸収部材として機能するゴム部材３８が挟持される。このため、車体走行時に、車体振動等によって、燃料ボンベ２２と内側バンド１８Ｂ、１８Ｂとを相対移動させる力が生じたり、左右の燃料ボンベ２２を相対移動させる力が生じたりした場合でも、その移動エネルギ（慣性エネルギ）を、上述したコイルばね３７、ゴムマット１８Ｂ２、１８Ｂ２およびゴム部材３８で緩和および吸収することができる。
【００４０】
プロテクタ３５は、図１および図５（Ａ）に示すように、シート２０を後方から回り込んで左右一対の燃料ボンベ２２、２２を覆う形状を有し、剛性を有する材料、例えば、軽金属（アルミ、タングステン、マグネシウム等）の金属製、若しくは、グラスファイバ、ＦＲＰ等の強化樹脂で一体的に形成されている。
詳述すると、プロテクタ３５は、車体前方に延びる左右一対の先端部３５Ａ、３５Ａと、この先端部３５Ａ、３５Ａに連続するようにシート２０の左右に延びた後に車体下方に延出して燃料ボンベ２２、２２の上方から側方にかけて覆う側方覆い部３５Ｂと、側方覆い部３５Ｂに連続して燃料ボンベ２２、２２の後方を覆う後方覆い部３５Ｃとを有している。
そして、このプロテクタ３５は、左右一対の先端部３５Ａ、３５Ａがボルト（不図示）を介して車体フレーム２のフレーム連結部材１５、１５（図１参照）に固定されると共に、後方覆い部３５Ｃの左右端部がボルト３４、３４（図７参照）を介して後部フレーム１７、１７（第２フレーム１７Ｃ、１７Ｃ）に連結される。この場合、プロテクタ３５は後部フレーム１７、１７に前後で連結されて後部フレーム１７、１７を補強する補強フレームとしても機能している。
【００４１】
また、図７に示すように、後部フレーム１７、１７に設けられたガードパイプ１９、１９には、その先端内側にプレート部材１９Ａ、１９Ａが接合されており、このプレート部材１９Ａは、プロテクタ３５の側方覆い部３５Ｂの内側に延出し、ボルト３９によって、側方覆い部３５Ｂに固定される。これによって、後部フレーム１７、１７とプロテクタ３５とが、後部フレーム１７およびプレート部材１９Ａを介して連結され、後部フレーム１７、１７をより補強することができ、また、ガードパイプ１９、１９の支持剛性も高めることができる。
ここで、図８は図７のＸ-Ｘ断面を示している。この図に示すように、プロテクタ３５の側方覆い部３５Ｂには、外側バンド１８Ａに内側から挿通されたボルト３９が締結される。これによって、プロテクタ３５に外側バンド１８Ａが一体化され、車体振動等による外側バンド１８Ａの移動をプロテクタ３５で規制することができる。
また、プロテクタ３５の後方覆い部３５Ｃの上部には、ランプユニットが内蔵されてテールライト４５が一定的に構成されると共に、車体下方に延出してリヤフェンダ４６が一体に形成されている。このように、プロテクタ３５にテールライト４５およびリヤフェンダ４６を一体に形成したので、これらを別体に形成した場合に比して部品点数を低減することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の自動二輪車１は、シート２０を後方から回り込んで燃料ボンベ２２、２２の側方を覆うプロテクタ３５を設け、このプロテクタ３５を外観可能に露出させて車体フレーム２の後部フレーム（リヤフレーム）１７、１７に支持したので、燃料ボンベ２２、２２をプロテクタ３５でカバーすることができ、後部フレーム１７、１７の車体幅方向外側への張り出しを抑えることができ、また、プロテクタ３５によって後部フレーム１７、１７のフレーム剛性を向上することができる。
このため、本構成では、後部フレーム１７、１７を、燃料ボンベ２２、２２の下方で燃料ボンベ２２、２２の車体外側側縁より内側に延出させることにより、燃料ボンベ２２、２２の保護を図りつつ、後部フレーム１７、１７間の幅を狭くでき、車幅の増加を抑えると共に、後部フレーム１７（車体フレーム２）の設計自由度を向上することができる。
また、このプロテクタ３５を外観可能に露出させるので、このプロテクタ３５を車体後部を覆うリヤカバーに兼用することができ、リヤカバーを別途設ける場合に比して部品点数を低減でき、その分、軽量化を図ることもできる。
【００４３】
さらに、本構成では、燃料ボンベ２２、２２を拘束する拘束バンド１８、１８を、外側バンド１８Ａと内側バンド１８Ｂとに分割し、外側バンド１８Ａを後部フレーム１７に固定し、内側バンド１８Ｂを外側バンド１８Ａに可動自在に連結したので、外側バンド１８Ａを燃料ボンベ２２、２２の外側を保護する保護部材として機能させることができ、燃料ボンベ２２、２２をより確実に保護することができる。また、内側バンド１８Ｂを可動自在にしているので、燃料ボンベ２２の脱着も容易である。
さらに、本構成では、後部フレーム１７、１７に、燃料ボンベ２２、２２の側方をガードするガード部材として機能する左右一対のガードパイプ１９、１９を設けるので、これによっても燃料ボンベ２２、２２のより十分な保護が可能になる。
【００４４】
また、本構成では、燃料ボンベ２２、２２を左右一対で配置するので、燃料ボンベを一個にした場合に比して、十分な容量を確保しつつ一つ一つの燃料ボンベ２２、２２を小型化することができる。このため、燃料ボンベ２２、２２を後輪９の上方に配置しても、後輪９とのクリアランスを十分に確保しつつ、燃料ボンベ２２、２２を、互いに車体内側に近接して配置することができる。
しかも、燃料ボンベ２２、２２を拘束する拘束バンド１８、１８を車体の前後にずらして千鳥状に配置しているので、左右の拘束バンド１８、１８をより近接して配置でき、燃料ボンベ２２、２２をより車体内側に近接させて車幅をより狭くすることができる。
【００４５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、種々の設計変形を行うことができる。例えば、上述の実施形態では、本発明を、スクータ型の燃料電池自動二輪車の燃料ボンベ支持構造に適用する場合について説明したが、これに限らず、スクータ型以外の燃料電池二輪車両に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】自動二輪車の正面図である。
【図３】自動二輪車の背面図である。
【図４】燃料発電機関の全体概要を説明するためのブロック図である。
【図５】（Ａ）はボンベ保持部の上面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】燃料ボンベを取り外した状態のボンベ保持部を示す斜視図である。
【図７】燃料ボンベを取り外した状態のボンベ保持部をプロテクタを一部カットして示す斜視図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
８ パワーユニット
１７ 後部フレーム（リヤフレーム）
１７Ａ 前側ブラケット
１７Ｂ 第１フレーム
１７Ｃ 第２フレーム
１７Ｄ、１７Ｅ クロスパイプ
１７Ｆ 後側ブラケット
１８ 拘束バンド
１８Ａ 外側バンド
１８Ｂ 内側バンド
１８Ｂ１ ボルト挿通部
１８Ｂ２ ゴムマット（弾性部材）
２０ シート
２２ 燃料ボンベ
３０ ボンベ保持部
３５ プロテクタ
３５Ａ 先端部
３５Ｂ 側方覆い部
３５Ｃ 後方覆い部
３７ コイルばね（弾性部材）
３８ ゴム部材（衝撃吸収部材）
５０ 燃料発電機関（動力発生機関）
５１ 燃料電池
５２ モータ（車両用駆動モータ）
５５ 水素ガス供給部
５８ 空気供給部
６１ 余剰ガス循環部
７０ 電子制御装置
７５ 電圧調整器
８０、８１、８２ バッテリ
９０ ラジエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに、燃料電池で発生する電力を電源として車両駆動用モータを駆動する動力発生機関を配置し、その燃料電池に燃料を供給する燃料ボンベを車体フレームの後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車において、
前記シートを後方から回り込んで前記燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを、外観可能に露出させて支持したことを特徴とする燃料電池自動二輪車。
【請求項２】
前記燃料ボンベを拘束する拘束バンドを備え、この拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、前記外側バンドを前記車体フレームに固定し、前記内側バンドを前記外側バンドに可動自在に連結したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動二輪車。
【請求項３】
前記燃料ボンベを前記車体フレームに左右一対で配置し、前記左右一対の燃料ボンベを各々結束する前記結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動二輪車。
【請求項４】
前記燃料ボンベを、前記車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、前記左右一対のリヤフレームを、前記燃料ボンベの下方で、前記燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池自動二輪車。
【請求項１】
車体フレームに、燃料電池で発生する電力を電源として車両駆動用モータを駆動する動力発生機関を配置し、その燃料電池に燃料を供給する燃料ボンベを車体フレームの後輪上方かつシート下方に配置した燃料電池自動二輪車において、
前記シートを後方から回り込んで前記燃料ボンベの側方を覆うプロテクタを、外観可能に露出させて支持したことを特徴とする燃料電池自動二輪車。
【請求項２】
前記燃料ボンベを拘束する拘束バンドを備え、この拘束バンドを、車体外側の外側バンドと車体内側の内側バンドとに分割し、前記外側バンドを前記車体フレームに固定し、前記内側バンドを前記外側バンドに可動自在に連結したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動二輪車。
【請求項３】
前記燃料ボンベを前記車体フレームに左右一対で配置し、前記左右一対の燃料ボンベを各々結束する前記結束バンドを、車体の前後にずらして千鳥状に配置したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動二輪車。
【請求項４】
前記燃料ボンベを、前記車体フレームの左右一対のリヤフレーム上に支持し、前記左右一対のリヤフレームを、前記燃料ボンベの下方で、前記燃料ボンベの車体外側の側縁よりも車体内側に延出させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池自動二輪車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２４７３１１（Ｐ２００８−２４７３１１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３９０６（Ｐ２００７−９３９０６）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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